IUFWAU
Авторы
Виленский О.Ю., Душев С.А., Лапшин Д.А., Курагина Н.Д.
Организация
Акционерное общество «Опытное конструкторское бюро машиностроения им. И.И. Африкантова», Нижний Новгород, Россия
Виленский О.Ю. – начальник подразделения, кандидат технических наук.
Душев С.А. – главный конструктор оборудования обращения с топливом, кандидат технических наук.
Лапшин Д.А. – начальник бюро, кандидат технических наук.
Курагина Н.Д. – инженер-конструктор 3 категории. Контакты: 603074, Н. Новгород, Бурнаковский проезд, д. 15. Тел.: (831) 246-97-21; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Аннотация
Цель работы – разработка эффективного демпфирующего устройства (ДУ), предназначенного для снижения динамических нагрузок на контейнер и на конструкции, размещенные под демпфером, в случае аварийных ситуаций, связанных с падениями оборудования при проведении транспортно-технологических операций, а также обоснование его целостности и работоспособности.
Предлагаемый нами подход, для таких обоснований, основан на численных методах с использованием моделей упругопластического поведения конструкционных материалов, который позволяет получать точный результат, без излишнего консерватизма и заранее прогнозировать надежность проектируемой продукции с оптимизированной металлоемкостью.
В работе представлены основные результаты анализа процесса соударения контейнера с ДУ. Приведен сравнительный анализ различных параметров, полученных в результате падения макета контейнера на жесткое основание с высоты 10 м с данными, полученными при падении контейнера с большей высоты на ДУ.
Расчетный анализ выполнен с использованием аттестованного программного комплекса ANSYS/LS-DYNA. Реализованный подход, в котором определяющее место имеет математическое 3D-моделирование, позволил выполнить глубокий и детальный анализ динамических процессов, сократив сроки проектирования, и снизить себестоимость разрабатываемой конструкции за счет отказа от дорогостоящих натурных испытаний на стадии отработки конструкции.
Полученные результаты математического анализа поведения ДУ во время взаимодействия с контейнером, позволили сформировать подход к обоснованию безопасности оборудования при аварийных ситуациях и легли в основу формирования конечного облика разрабатываемой конструкции.
Ключевые слова
динамические процессы, пластическое деформирование, оценка последствий аварийной ситуации, упругопластическое деформирование, демпфирующее устройство, безопасная эксплуатация, программный комплекс, модель деформирования
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
- НП-061-05. Правила безопасности при хранении и транспортировании ядерного топлива на объектах использования атомной энергии. М.: Ростехнадзор, 2006.
- НП-018-05. Требования к содержанию отчета по обоснованию безопасности атомных станций с реакторами на быстрых нейтронах. М.: Ростехнадзор, 2006.
- НП-001-15. Общие положения обеспечения безопасности атомных станций. М.: Ростехнадзор, 2015.
- Тимофеев А.В., Кайдалов В.Б., Лапшин Д.А., Малыгин М.Г. Применение расчетного комплекса
ANSYS\LS-DYNA в анализе аварий, связанных с падением оборудования ЯЭУ. Сборник тезисов докладов XIV Нижегородской сессии молодых ученых «Технические науки». Н. Новгород, Нижегородский НИЦ, 15–19 февраля 2009, с. 86.
- Баженов В.Г., Кибец А.И., Кибец Ю.И. Лаптев П.В., Рябов А.А., Романов В.И., Сотсков Г.И. Конечно-элементный анализ высокоскоростного удара о преграду транспортного упаковочного комплекта. Проблемы машиностроения и надежности машин, 2004, № 2, с. 118–125.
- Кибец А.И., Кибец Ю.И., Матвеев В.З. Численное моделирование динамического деформирования контейнера при аварийном падении на него плиты. Прикладные проблемы прочности и пластичности. Численное моделирование физико-механических процессов. Межвуз. сб. М.: Товарищество научных изданий КМК, 1997. С. 77–83.
- Рябов А.А., Романов В.И., Сотсков Г.И., Скурихин С.Г., Барченков А.И., Моренко А.И. Компьютерное моделирование поведения системы демпфирования защитного контейнера при его падениях. Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. Серия: Механика, 2000, № 2, c. 98–102.
- ANSYS User’s Manual.
- LS-DYNA Keyword user’s manual. Version 970. Livermore Software Technology Corporation.
- Программный комплекс ANSYS. Аттестационный паспорт программного средства № 327 от 23.07.2024.
- Виленский О.Ю., Лапшин Д.А., Новинский Э.Г., Рябцов А.В., Шорохов В.В. Расчетный анализ и оценка последствий падения ТВС с применением верифицированных моделей деформирования конструкционных материалов. Атомная энергия, 2021, т. 131, вып. 5, с. 295–298.
- Виленский О.Ю., Лапшин Д.А., Рябцов А.В., Шорохов В.В. Верификация математической модели деформирования стали 12Х18Н9 при динамическом нагружении ТВС. Атомная энергия, 2022, т. 132, вып. 6, с. 342–346.
- Надаи А. Пластичность и разрушение твердых тел. М.: Издательство иностранной литературы, 1954.
- Петрунин В.В., Виленский О.Ю., Лапшин Д.А., Малыгин М.Г. Использование расчетных методов для оценки работоспособности демпфирующих устройств при конструировании оборудования ядерных энергетических установок. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2018, вып. 3, с. 57–85.
- Виленский О.Ю., Душев С.А., Лапшин Д.А., Новинский Э.Г., Русинов Н.С. Оценка последствий падения ВТУК при проведении транспортно-технологических операций. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2021, вып. 3, c. 88–105.
УДК 621.039.5:539.4
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2025, № 2, c. 231–245
